法拉第电磁感应定律导学案

法拉第电磁感应定律导学案

【学习目标】

1.知道感应电动势的概念，能判断其方向.

2.理解决定感应电动势大小的因素 ，并能区别t

φ

φφ∆∆∆、和的物理意义 3. 理解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式。 4.掌握不同条件下感应电动势的表达式及其应用 。

【知识自主梳理】

知识点1 .电磁感应定律

1.感应电动势

．在电磁感应现象中产生的电动势叫做_____，产生电动势的那部分导体就相当于_______． 2. 法拉第电磁感应定律：

(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的________成正比． (2)表达式：E ＝_ ___(单匝线圈)，E ＝__ ___ (n 匝线圈)。

知识点2 导体棒在磁场中做切割磁场运动

1. 导体棒垂直于磁场运动，B 、l 、v 两两垂直时如图所示，E ＝______ 。 2． 导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时， 如图所示，E ＝_______ 。

知识点3 反电动势

1.定义 ：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的_______电源电动势作用的电动势。

2．作用 ：_____线圈的转动。

【小组合作释疑--感应电动势 】

一.感应电动势方向

问题1：电路中存在持续电流的条件是 ， 。 问题2：产生感应电流的条件是 ， 。

感应电流的方向怎么判断？

(提示) 试比较甲、乙和丙电路的结构异同 相同点：

不同点：甲中有 乙和丙中分别是 和 （相当于电源） 思考 ⑴试着标出乙和丙电路中等效电源的正负极？

思考 ⑵电路不闭合，乙和丙电路中有电流吗？有电动势吗？

传手先行：

1.试指出右侧四个图中的电源？.若导线框各边电阻均为r ，试画出A 图的等效电路图？

方法提能

二.感应电动势的大小

法拉第电磁感应定律内容:电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率正比。即 E E k

t t

φφ

∆∆∝

⇒=∆∆

问题1：上式中各物理量取国际单位请推导 ， K = , E = . 当有n 匝线圈时，其感应电动势为： E = . 牛刀小试

一个100匝的线圈，在0.2s 内穿过它的磁通量从0.02Wb 增加到0.08Wb 。 （1）求线圈中的感应电动势？

（2）如果线圈的电阻r=1Ω，把一个电阻R=99Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的

电流是多大？

问题2：你能分清t

φ

φφ∆∆∆、和

这三个量的物理意义么？各量怎么求？ 你还学过和这三个量类似的物理量么？类比区别t

φ

φφ∆∆∆、和这三个量。

问题3：能否用E ＝n t

∆∆Φ

求瞬时感应电动势？

牛刀小试

1.观察a,b,c 三图判断：关于感应电动势的大

小，下列说法正确的是( )

A ．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大

B ．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大

C ．穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大

D ．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0

【师生合作探究--感应电动势 】

（1）解答： （2） 解答：

例题.如图甲所示的螺线管，匝数n ＝1500匝，横截面积S ＝20 cm 2，电阻r ＝2 Ω，与螺线管串联的外电阻R ＝8Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化．求： (1)螺线管产生的感应电动势大小和方向； (2)外电阻R 两端的电压大小 ；

【小组合作释疑—导体切割磁感线】

问题1：公式E ＝Blv 能否用来求解平均感应电动势？ 牛刀小试

1. 教材P16 图4.4-1中,若闭合线框一部分导体ab 长l ,处于匀强磁场中，磁感应强度是B ，ab 由静止开始向右匀加速切割磁感线，当达到速度v 时经历的时间为t 。 (1)回路在时间t 内增大的面积为： (2)穿过回路的磁通量的变化为： (3)求t 内产生的感应电动势为：

传手先行： (4)在t 时刻产生的感应电动势为：

问题2：若导线是弯曲的，如何求其切割磁感线的有效长度？

2．如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv 的是( )

解答： 方法提能： 1．感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的 ，而与Φ的大小、ΔΦ的大小 必然联系．

2．磁通量的变化率，是Φ- t 图象上某点切线的 ． 3．E ＝n

t

∆∆Φ

求出的是Δt 时间内的 电动势

B/T

4

2

t/s

【师生合作探究--感应电动势 】

例2：一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论正确的是( ) A ．感应电流方向不变 B ．CD 段始终不受安培力

C ．感应电动势最大值E ＝Bav

D ．感应电动势平均值＝πBav

【小组合作探究—本节重点知识体系构建 】

【达标检测】

1.图中甲～丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，正确的是( )

v

方法提能:

对公式E ＝Blv sin θ的理解

1．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导体运动速度为v 时的瞬时电动势，若v 为平均速度，则E 为 电动势。

2．当B 、l 、v 三个量方向相互垂直时，E ＝ ；当有任意两个量的方向平行时，E ＝ ； 3．式中的l 应理解为导体切割磁感线时的有效长度。